Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 2024-02-07 00:00:00
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-969989)
462 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue pour analyse du cerveau, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit l’implantation de cellules tumorales dans le cerveau sous anesthésie et une infusion intracrânienne du traitement, avec perte de poids, de motricité et de sensibilité attendues à mesure que la tumeur se développe. Le projet teste des nanoémulsions de fénofibrate associées à des oxydes de fer contre le glioblastome. Le porteur affirme qu’un modèle in vivo complet est « indispensable » pour intégrer le microenvironnement de la tumeur.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le glioblastome (GBM) est une tumeur cérébrale maligne et agressive dont la médiane de survie est faible. La résistance aux traitements est due notamment au microenvironnement tumoral constitué de trois composantes : l’hypoxie, la barrière hémato-encéphalique ainsi que la composante inflammatoire. Ce projet a pour but de développer une nouvelle stratégie thérapeutique du glioblastome basée sur la formulation de nanoémulsions de fénofibrate (NEF) associées à des nanoparticules d’oxydes de fer (SPIONs). En effet, nous avons développé une formulation de fénofibrate dans des nanoémulsions permettant d’améliorer sa solubilisation et le rendre ainsi compatible avec une utilisation sur des modèles cellulaires et animaux. Afin de cibler la composante inflammatoire, le fer contenu dans les SPIONs est utilisé pour stimuler la réponse inflammatoire. Ces SPIONs pourraient également améliorer la stabilité des NEF.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet va permettre d’étudier le potentiel thérapeutique des nanoémulsions de fénofibrate associées à des SPIONs. Il vise à démontrer l’intérêt d’outils innovants pour le traitement du glioblastome. Cette stratégie est également basée sur l’utilisation d’un principe actif, développé initialement pour une pathologie différente, associée à un autre agent de thérapie et de diagnostic (les SPIONs) ciblant la composante inflammatoire du glioblastome, autre facteur limitant de l’efficacité des traitements. De façon totalement originale, il s’agit de valoriser un nouvel outil nanotechnologique pour lequel les avantages en terme d’incorporation de principe actif et d’augmentation de leur solubilisation a déjà été établi. L’approche de thérapie combinée ciblant plusieurs composantes du glioblastome est d’emblée intégrée à ce projet pour optimiser les chances de réussite du traitement. De plus, le choix de plusieurs modèles expérimentaux a pour objectif de favoriser la translation des résultats.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux sont soumis à plusieurs types d’interventions : – Chirurgie (implantation cérébrale de cellules tumorales sous anesthésie générale et infusion intracrânienne du traitement) : 30 minutes maximum par animal, réalisée au maximum deux fois sur chaque animal, les 462 animaux sont concernés.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Suivant l’expérience du laboratoire concernant les procédures expérimentales, nous nous attendons à avoir une perte de poids, de motricité et de sensibilité chez les animaux qui auront un développement de GBM. Pour remédier à la perte de poids, les souris disposeront de croquettes humidifiées dans le fond de la cage ainsi que du complément alimentaire (DietGel Recovery). Le poids de chaque animal sera mesuré avant, pendant et après les procédures d’implantation tumorale et d’injection du traitement. Si une perte de poids supérieure à 15% est observée, la procédure sera arrêtée. Les séances d’imagerie (IRM) n’induisent pas en elles-mêmes de douleurs, de perte de poids ou de comportement anormal, un autre point de vigilance est ainsi défini pendant l’acquisition IRM par une diminution de la fréquence respiratoire en dessous de 30 respirations / min. S’il est atteint, le pourcentage d’isoflurane sera légèrement diminué et si la fréquence n’augmente pas à nouveau, la procédure sera arrêtée. Les animaux sont surveillés jusqu’à leur réveil et ensuite replacés dans leur cage et rentrés à l’animalerie tous les soirs. Ils sont ensuite surveillés quotidiennement. La procédure chirurgicale pour l’établissement du modèle de tumeur cérébrale et l’injection du traitement peut induire des douleurs. Pour limiter ces douleurs, les souris reçoivent une injection de buprénorphine (sous-cutanée ; 0,05 mg/kg) 15min avant la chirurgie. L’induction de l’anesthésie des souris est ensuite réalisée avec 5% d’isoflurane (apporté dans un mélange gazeux contenant 70% N2O/30 % O2) pour l’induction puis les animaux sont maintenus anesthésiés à 2,5% d’isoflurane pendant la chirurgie. Les animaux sont surveillés jusqu’à leur réveil et ensuite replacés dans leur cage et rentrés à l’animalerie tous les soirs. Ils sont ensuite surveillés quotidiennement.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A la fin de chaque procédure, les animaux sont mis à mort dans le but de récupérer les cerveaux pour analyses post-mortem.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Les tumeurs sont connues pour être multi-compartimentales, c’est-à-dire qu’au-delà du simple compartiment de la cellule tumorale existent la vascularisation, l’hypoxie et l’inflammation qui influent fortement sur la cellule tumorale. L’utilisation de modèles in vivo complets permet d’intégrer ces différentes composantes, indispensables à la compréhension des mécanismes de développement tumoral et de réponses aux différents traitements. Ce projet a été initié sur des cultures de lignées de GBM afin de déterminer des doses efficaces pour les trois lignées de GBM utilisées ainsi que la maitrise de la formulation des nanoémulsions mais ne peut pas s’effectuer intégralement sur ces modèles de remplacement in vitro ou in silico.
2. Réduction
L’utilisation des méthodes d’imagerie non invasive se conforme à la réglementation en vigueur dans le respect de la réduction du nombre d’animaux. Chaque animal est dans ce cas son propre contrôle et permet de réduire le nombre total d’animaux nécessaires pour l’étude. Afin de pouvoir réaliser des analyses statistiques, nous avons réalisé des simulations statistiques à l’aide des données précédemment acquises au sein de l’équipe pour les groupes A, B et C. Ces simulations ont été réalisées à l’aide de l’outil BiostaTGV disponible sur le site internet https://biostatgv.sentiweb.fr/?module=etudes/sujets#. Ces simulations ont permis de mettre en évidence pour le Groupe A (modèle GL261) un nombre minimum de 10 animaux par sous-groupe. De même, pour les Groupes B (modèle U-251-MG) et C (modèle U-87-MG) un nombre minimum de 30 animaux et 20 animaux respectivement par sous-groupe de traitement est nécessaire. Ce nombre d’animaux est cependant un nombre maximum et pourra être revu à la baisse durant l’étude.
3. Raffinement
A leur arrivée, les animaux seront placés en groupe sociaux (5 souris par cage) dans des cages standards répondant aux normes européennes. Ils bénéficieront d’un temps d’adaptation avant toute expérimentation et bénéficieront également d’enrichissement (roue d’activité, cartons). L’hébergement des animaux immunodéprimés se fera en cage ventilée individuelle permettrant le maintien d’un statut sanitaire exempt d’organismes opportunistes et pathogènes. Les animaux seront surveillés dès leur arrivée jusqu’à la fin du protocole par un personnel compétent afin de déterminer leur état (poids, apparence physique, respiration) et la mise en place, si nécessaire, de mesures afin d’améliorer le bien-être animal. Cette évaluation sera réalisée 3 fois par semaine. Les animaux disposeront de croquettes humidifiées dans le fond de la cage ainsi que de complément alimentaire afin de limiter la perte de poids due aux procédures expérimentales. Enfin, les différents protocoles ont été pensés de manière à limiter au maximum la souffrance animale par l’administration d’agents analgésiques et anesthésiques appropriés et par le choix de points limites cohérents.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les modèles tumoraux in vivo sont nécessaires afin d’évaluer l’effet du traitement sur les cellules tumorales tout en prenant en compte toutes les composantes du microenvironnement tumoral qui peuvent modifier l’effet thérapeutique du traitement. Nous utiliserons donc des souris immunocompétentes C57Bl/6 car ces souris présentent la composante inflammatoire et notamment macrophagique, cible de notre traitement. Le modèle de tumeur cérébrale utilisé repose sur l’implantation de cellules de gliome GL261, cellules issues de souris C57Bl/6 qui permet alors d’éviter toute inflammation aberrante due au rejet de « greffe » par la souris souche utilisée. Nous utiliserons également des souris immunodéficientes Nude, sans lymphocytes T, mais présentant des lymphocytes B, des cellules tueuses naturelles (NK) et des cellules myéloïdes (macrophages). Ce modèle nous permettra d’étudier l’effet du traitement sur un modèle de tumeur cérébrale reposant sur l’implantation de cellules de glioblastome d’origine humaine ; permettant une plus grande représentativité de la réalité clinique. Cette étude va également inclure un nombre égal de souris mâles et femelles pour l’ensemble des procédures, en lien avec les recommandations actuelles. En effet, le GBM est un cancer touchant aussi bien les hommes que les femmes. Le sexe sera pris en compte comme variable lors des différentes analyses. L’ensemble des animaux utilisés dans cette étude seront de jeunes adultes, âgés de 8 à 10 semaines en début de protocole. Cela permettra le développement de tumeurs plus reproductibles. De plus, à ce stade, le cerveau est mature et il est possible de suivre l’évolution des animaux sur des temps longs.